JP5914075B2 - プリント配線板用撮像装置、表面実装機および実装システム - Google Patents

Description

本発明は、プリント配線板を撮像するエリアカメラを備えたプリント配線板用撮像装置、表面実装機および実装システムに関するものである。

従来、プリント配線板の検査は、撮像装置で撮像した画像データを用いて行っている。プリント配線板などの大型の被撮像物が撮像された一つの画像データを得るためには、特許文献１や特許文献２に記載されているように、複数のカメラを用いることが一般的である。

特許文献１に開示された撮像カメラは、被撮像物と対向するように配置された複数のエリアセンサと、これらのエリアセンサ毎のレンズとを備えている。前記レンズは、エリアセンサの撮像可能範囲を拡大できるものが用いられている。
特許文献２に開示された検査装置は、電子回路基板（プリント配線板）と対向するように配置された複数のラインセンサカメラを備えている。これらのラインセンサカメラは、各カメラの視野が重なるように千鳥足状に並べられている。

特開平７−２９８１４７号公報 特開２００１−３５２１４４号公報

特許文献１に記載されているカメラは、エリアセンサの個数やレンズの大きさ、光学特性等を被撮像物の大きさに適合するように形成しなければならない。すなわち、被撮像物に対応した専用のカメラを作る必要があるから、製造コストが高くなってしまう。
また、特許文献１に記載されているカメラは、エリアセンサを増設することが困難であるから、例えばプリント配線板の大きさに応じて拡張することはできないものである。
また、このカメラは、被撮像物の全域を撮像するためにレンズで撮像範囲を拡大する必要があるから、テレセントリックレンズを使用して精度が高い画像データを得ることはできないものである。

特許文献２に記載されている検査装置は、複数のラインセンサカメラを備えているために、製造コストが高いものである。また、この検査装置では、高い精度で検査を行うことが難しいという問題もある。この理由は、ラインセンサと電子回路基板とが相対的に移動するときの速度や姿勢を一定にすることが難しく、画像が歪み易いからである。特許文献２記載の装置で精度よく撮像を行うためには、ラインセンサと電子回路基板とを低速で相対的に移動させなければならず、能率が低くなってしまう。
さらに、特許文献２記載の検査装置は、大型なものとなる。この理由は、列をなして並ぶ複数のラインセンサカメラからなる２列のカメラ列が移動方向に並ぶように設けられているからである。

本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、プリント配線板を高速で高い精度となるように一括して撮像できるプリント配線板用撮像装置を提供することを第１の目的とする。また、本発明は、市販のカメラ、レンズを使用可能で製造コストが低く、しかも、小型で、プリント配線板の大きさに応じて拡張できるプリント配線板用撮像装置を提供することを第２の目的とする。

この目的を達成するために、本発明に係るプリント配線板用撮像装置は、プリント配線板と対向する光学部品と、前記光学部品が視野内に入るように位置付けられたカメラと、前記プリント配線板と前記光学部品および前記カメラとのうち一方を、他方に対して前記プリント配線板の実装面と平行な第１の方向に移動させる移動装置と、前記カメラによって撮像された画像データに画像処理を施す画像処理装置とを備え、前記光学部品は、前記プリント配線板の実装面と平行な第１の方向に並ぶ複数の光路変更部を有し、これらの光路変更部は、プリント配線板の複数の撮像範囲が前記カメラに同時に撮像されるように前記カメラの光路を曲げるものであり、前記複数の撮像範囲は、前記プリント配線板における前記カメラの光軸に対して前記第１の方向の一方または他方に偏った第１の撮像範囲と、前記プリント配線板における前記カメラの光軸に対して前記第１の方向と前記光軸とは直交する第２の方向の一方または両方に偏る第２の撮像範囲とを含む小範囲群からなり、前記第１の撮像範囲と、この第１の撮像範囲が前記カメラに撮像されるようにカメラの光路を曲げる前記光路変更部とは、前記第２の方向において同一位置に位置付けられ、前記第２の撮像範囲と、この第２の撮像範囲が前記カメラに撮像されるようにカメラの光路を曲げる前記光路変更部とは、前記第１の方向において同一位置に位置付けられ、前記カメラは、エリアセンサカメラによって構成されるとともに、撮像する全範囲を前記移動方向に複数回に分けて前記小範囲群ずつ撮像するものであり、前記画像処理装置は、前記カメラによって撮像された複数の前記小範囲群の画像データを画像処理によって１つのまとまった前記全範囲の画像データとするものである。

本発明は、前記発明において、前記第１の撮像範囲と前記第２の撮像範囲とは、前記第１の方向に見て第２の方向の端部どうしが互いに重なり、かつ第１の方向の長さが一致するように構成されていることを特徴とする。

本発明は、前記発明において、前記光学部品の近傍には、撮像と同時に発光する照明装置が配置されていることを特徴とする。

本発明は、前記発明において、前記カメラと前記光学部品とからなる複数の撮像ユニットが前記第２の方向に並べられていることを特徴とする。

本発明は、前記発明において、前記カメラと前記光学部品とを有する撮像ユニットが表面実装機のプリント配線板搬入口とプリント配線板搬出口とのうち少なくともいずれか一方の近傍に配置され、前記移動装置が前記表面実装機のプリント配線板搬送用コンベアによって構成されていることを特徴とする。

本発明に係る表面実装機は、前記発明に係るプリント配線板用撮像装置を備えたものである。

本発明に係る実装システムは、前記発明に係るプリント配線板用撮像装置を備えたものである。

本発明に係るプリント配線板用撮像装置においては、カメラの視野が光学部品によって前記第１の方向に分割される。分割された視野の一つには、カメラの光軸に対して前記第１の方向に偏った第１の撮像範囲の画像が写る。他の視野には、カメラの光軸に対して前記第２の方向に偏った第２の撮像範囲の画像が写る。
すなわち、カメラの画素分解能を変化させることなく、実質的に視野が前記第２の方向に拡がることになる。

したがって、本発明によれば、少ないカメラで広い範囲を高い分解能となるように撮像できるから、コンパクトであってかつ価格が低く、しかも、プリント配線板を高い精度となるように一括して撮像できるプリント配線板用撮像装置を提供することができる。

また、本発明に係るプリント配線板用撮像装置は、前記光学部品で視野を拡張するものであるから、市販のカメラやレンズを使用することが可能で、製造コストを低く抑えることができる。特に、この装置は、エリアセンサカメラを使用することも可能であるから、高速で撮像を行うことが可能になる。
さらにまた、本発明に係るプリント配線板用撮像装置は、カメラと光学部品とからなる複数の撮像ユニットを前記第２の方向に並べて構成することが可能である。このため、本発明によれば、プリント配線板の幅に対応させて撮像幅を拡張することが可能なプリント配線板用撮像装置を提供することができる。

本発明に係るプリント配線板用撮像装置の斜視図である。 本発明に係るプリント配線板用撮像装置の正面図である。 本発明に係るプリント配線板用撮像装置の側面図である。 光学部品の平面図である。 第１の光路変更部を説明するための光学部品の斜視図で、同図は図４中にV−V線によって示す部位を破断した状態で描いてある。 図４における光学部品のVI−VI線断面図である。 第２の光路変更部を説明するための光学部品の斜視図で、同図は図４中にVII−VII線によって示す部位を破断した状態で描いてある。 第３の光路変更部を説明するための光学部品の斜視図で、同図は図４中にVIII−VIII線によって示す部位を破断した状態で描いてある。 光学部品の斜視図である。 画像処理の方法を説明するための図で、同図（Ａ）は撮像して得られた画像データを個別画像データに分割するステップを示し、同図（Ｂ）は撮像毎の画像データを順次並べるステップを示す。 光路変更部のレイアウト例を示す平面図で、同図（Ａ）は第１の光路変更部がプリント配線板の移動方向上流側に位置する例を示し、同図（Ｂ）は（Ａ）図の例を上下方向に反転させた例を示し、同図（Ｃ）は（Ａ）図の例を左右方向に反転させた例を示し、同図（Ｄ）は（Ｂ）図の例を左右方向に反転させた例を示す。 光路変更部のレイアウト例を示す平面図で、同図（Ａ）は第１の光路変更部がプリント配線板の移動方向下流側に位置する例を示し、同図（Ｂ）は（Ａ）図の例を上下方向に反転させた例を示し、同図（Ｃ）は（Ａ）図の例を左右方向に反転させた例を示し、同図（Ｄ）は（Ｂ）図の例を左右方向に反転させた例を示す。 光路変更部のレイアウト例を示す平面図で、同図（Ａ）は第１の光路変更部が第２、第３の光路変更部の間に位置する例を示し、同図（Ｂ）は（Ａ）図の例を上下方向に反転させた例を示し、同図（Ｃ）は（Ａ）図の例を左右方向に反転させた例を示し、同図（Ｄ）は（Ｂ）図の例を左右方向に反転させた例を示す。 本発明の第２の実施の形態によるプリント配線板用撮像装置の斜視図である。 第２の実施の形態による撮像範囲を説明するための平面図である。 第２の実施の形態によるプリント配線板用撮像装置を実装システムに組み込んだ状態を示す側面図である。

（第１の実施の形態）
以下、本発明に係るプリント配線板用撮像装置の一実施の形態を図１〜図１３によって詳細に説明する。
図１に示すプリント配線板用撮像装置１は、プリント配線板２を上方から撮像するためのものである。この撮像装置１によって撮像されたプリント配線板２の画像は、例えば電子部品（図示せず）の実装状態や実装面２ａの確認・検査、さらには部品実装前（半田印刷後）の状態の検査に用いることができる。
このプリント配線板用撮像装置１は、プリント配線板２を支持する支持部３と、前記支持部３の上方にプリント配線板２と対向するように位置する撮像部４とによって構成されている。

前記撮像部４は、移動装置５に支持されている。この移動装置５は、撮像部４を図１において左上側から右下側へプリント配線板２の実装面２ａと平行な水平方向に移動させるものである。この明細書においては、移動装置５が撮像部４を移動させる方向と平行な方向を第１の方向という。第１の方向は、図１においてはプリント配線板２の長辺２ｂと平行な方向であって、矢印Ｘで示す方向である。

前記撮像部４は、後述する複数の部品と、これらの部品を支持する支持部材６とによって構成されている。複数の部品とは、プリント配線板２の実装面２ａと対向する光学部品１１と、光学部品１１の近傍に位置する二つの照明装置１２と、光学部品１１の上方に位置するカメラ１３である。
光学部品１１は、詳細は後述するが、カメラ１３の光路を曲げ、カメラ１３の直下とは異なる複数の撮像範囲がカメラ１３の視野１４（図４参照）内に写るようにするためのものである。複数の撮像範囲は、後述するようにカメラ１３によって同時に撮像される。

前記複数の撮像範囲とは、図３に示す１箇所の第１の撮像範囲１５と、図２に示す２箇所の第２の撮像範囲１６，１７である。以下においては、これらの第１の撮像範囲１５と、第２の撮像範囲１６，１７を単に「小範囲群」という。第１の撮像範囲１５は、図３に示すように、プリント配線板２における前記カメラ１３の光軸Ｃに対して前記第１の方向の一方に偏る位置に設定されている。この第１の方向の一方とは、撮像部４の移動方向の上流側（図３においては右側）である。

この実施の形態による前記第２の撮像範囲１６，１７は、図２に示すように、前記プリント配線板２における前記カメラ１３の光軸Ｃに対して前記第２の方向の両方（一方と他方であって、図２において左方と右方）に偏る位置に設定されている。以下においては、これら２箇所の第２の撮像範囲１６，１７のうち図２において右側に位置する一方の第２の撮像範囲を「第２の上流側撮像範囲１６」といい、他方の第２の撮像範囲を「第２の下流側撮像範囲１７」という。

前記二つの照明装置１２は、前記光学部品１１の下方に光を照射するためのものである。これらの照明装置１２は、撮像部４の移動方向の上流側と下流側とから前記光学部品１１を挟むような位置に設けられている。これらの照明装置１２の光源は、多数のＬＥＤ（図示せず）である。これらの照明装置１２は、常時発光する形態と、カメラ１３による撮像と同時に発光する形態とを採ることができるように構成されている。

前記カメラ１３は、エリアセンサカメラによって構成されており、後述する画像処理装置１８に接続されている。このカメラ１３は、前記光学部品１１の一部が前記視野１４内に入るように前記支持部材６に支持されている。カメラ１３の視野１４は、図４に示すように、上方から見て四角形である。また、このカメラ１３は、その光軸Ｃ（図２、図３参照）がプリント配線板２の実装面２ａと垂直になるように位置付けられている。この明細書においては、前記光軸Ｃと前記第１の方向とは直交する方向を第２の方向という。第２の方向は、図１においてはプリント配線板２の短辺２ｃと平行な方向であって、同図中に矢印Ｙで示す方向である。

この実施の形態によるカメラ１３は、撮像部４の移動方向の全域を複数回に分けて撮像するものである。すなわち、このカメラ１３は、プリント配線板２が予め定めた移動距離だけ移動する毎に撮像を行う。言い換えれば、カメラ１３は、撮像する全範囲を移動方向に複数回に分けて、上述した小範囲群ずつ撮像する。
カメラ１３によって撮像された画像データは、後述する画像処理装置１８に送られる。

この実施の形態による前記光学部品１１は、図４に示すように、前記視野１４が前記第１の方向に３分割される位置に第１〜第３の光路変更部２１〜２３を備えている。この実施の形態においては、撮像部４の移動する方向の上流側から順に第１〜第３の光路変更部２１〜２３が並んでいる。
第１の光路変更部２１は、プリント配線板２上の前記第１の撮像範囲１５が前記カメラ１３に撮像されるようにカメラ１３の光路を曲げるものである。この第１の光路変更部２１と第１の撮像範囲１５とは、上述した第２の方向（Ｙ方向）において同一位置に位置付けられている。

この第１の光路変更部２１は、図５および図６に示すように、カメラ１３から第１の光路変更部２１を見たときの光路Ｌ１を曲げるための第１、第２の反射面２４，２５と、この光路Ｌ１を形成するための空間Ｓ１とによって構成されている。第１、第２の反射面２４，２５は、それぞれ前記第２の方向（Ｙ方向）に水平に延びるとともに、下方に向かうにしたがって次第に撮像部４の移動方向の上流側に位置するように傾斜している。

第１の光路Ｌ１は、カメラ１３と第１の反射面２４との間でカメラ１３の光軸Ｃと平行に延びる上部Ｌ１ａと、第１の反射面２４と第２の反射面２５との間で水平に延びる水平部Ｌ１ｂと、第２の反射面４５と第１の撮像範囲１５（プリント配線板２）との間で前記光軸Ｃと平行に延びる下部Ｌ１ｃとによって構成されている。前記空間Ｓ１の上端の開口部分における第２の方向の幅は、前記視野１４の幅と略等しくなるように形成されている。

前記第２の光路変更部２２は、プリント配線板２上の前記第２の上流側撮像範囲１６が前記カメラ１３に撮像されるようにカメラ１３の光路を曲げるものである。この第２の光路変更部２２と第２の上流側撮像範囲１６とは、上述した第１の方向（Ｘ方向）において同一位置に位置付けられている。
第２の光路変更部２２は、図７に示すように、カメラ１３から第２の光路変更部２２を見たときの光路Ｌ２を曲げるための第３、第４の反射面２６，２７と、この光路Ｌ２を形成するための空間Ｓ２とによって構成されている。前記第３、第４の反射面２６，２７は、それぞれ前記第１の方向（Ｘ方向）に水平に延びるとともに、下方に向かうにしたがって次第に第２の方向の一方に位置するように傾斜している。この第２の方向の一方とは、撮像部４の移動方向に対して左側である。

第２の光路Ｌ２は、カメラ１３と第３の反射面２６との間でカメラ１３の光軸Ｃと平行に延びる上部Ｌ２ａと、第３の反射面２６と第４の反射面２７との間で水平に延びる水平部Ｌ２ｂと、第４の反射面２７と第２の上流側撮像範囲１６（プリント配線板２）との間で前記光軸Ｃと平行に延びる下部Ｌ２ｃとによって構成されている。前記空間Ｓ２の上端の開口部分における第２の方向の幅は、前記空間Ｓ１の開口幅より狭くなるように形成されている。

前記第３の光路変更部２３は、プリント配線板２上の前記第２の下流側撮像範囲１７が前記カメラ１３に撮像されるようにカメラ１３の光路を曲げるものである。この第３の光路変更部２３と第２の下流側撮像範囲１７とは、上述した第１の方向（Ｘ方向）において同一位置に位置付けられている。
第３の光路変更部２３は、図８に示すように、カメラ１３から第３の光路変更部２３を見たときの光路Ｌ３を曲げるための第５、第６の反射面２８，２９と、この光路Ｌ３を形成するための空間Ｓ３とによって構成されている。前記第５、第６の反射面２８，２９は、それぞれ前記第１の方向（Ｘ方向）に水平に延びるとともに、下方に向かうにしたがって次第に第２の方向の他方に位置するように傾斜している。この第２の方向の他方とは、撮像部４の移動方向に対して右側である。

第３の光路Ｌ３は、カメラ１３と第５の反射面２８との間で光軸Ｃと平行に延びる上部Ｌ３ａと、第５の反射面２８と第６の反射面２９との間で水平に延びる水平部Ｌ３ｂと、第６の反射面と第２の下流側撮像範囲１７（プリント配線板２）との間で前記光軸Ｃと平行に延びる下部Ｌ３ｃとによって構成されている。前記第１〜第３の光路Ｌ１〜Ｌ３は、光路長が一致するように形成されている。また、前記空間Ｓ３の上端の開口部分における第２の方向の幅は、前記空間Ｓ２の開口幅と等しくなるように形成されている。

前記空間Ｓ１〜Ｓ３の上端の開口は、第２の方向の中央が第１の方向に並びかつ第１の方向から見てカメラ１３の光軸Ｃと重なるように形成されている。また、これら開口における第１の方向（Ｘ方向）の幅は、略等しくなるように形成されている。第１〜第３の光路変更部２１〜２３の開口がこのように形成されている結果、前記第１の撮像範囲１５と前記第２の撮像範囲（第２の上流側撮像範囲１６と第２の下流側撮像範囲１７）とは、図４に示すように、前記第１の方向に見て第２の方向の端部どうしが互いに重なり、かつ第１の方向の長さが一致するようになる。図４においては、各撮像範囲における前記互いに重なる重複部分１５ａ〜１７ａを左下がりの平行斜線からなるハッチングによって示す。

この実施の形態による光学部品１１は、第１〜第６の反射面２４〜２９と前記第１〜第３の光路Ｌ１〜Ｌ３とを有する一つの固体によって形成されている。前記第１〜第６の反射面２４〜２９は、光学部品１１を構成する固体の傾斜面に反射膜を形成したり、前記固体に取付けられた反射鏡（図示せず）によって構成することができる。
光学部品１１における前記第２の方向の端部には、図４および図９に示すように、他の光学部品１１を接続するための凹部３０と凸部３１とが形成されている。前記凹部３０には、他の光学部品１１の凸部３１が嵌合する。前記凸部３１は、他の光学部品１１の凹部３０に嵌合する。

このように構成された光学部品１１をカメラ１３が上方から撮像すると、得られた画像には、プリント配線板２の第１の撮像範囲１５と、第２の上流側撮像範囲１６と、第２の下流側撮像範囲１７とが写り込むようになる。すなわち、この撮像により、上述した小範囲群の画像データが得られる。
カメラ１３は、第１の方向へ所定の移動距離だけ移動する毎に撮像する。この移動距離は、前記撮像範囲における第１の方向の幅と一致する距離や、前記幅より短い距離に設定することができる。この実施の形態においては、撮像時に前記照明装置１２が発光する。すなわち、カメラ１３は、いわゆるフラッシュ撮影と同様に、移動しながらプリント配線板２の静止画像を撮像する。
カメラ１３が撮像を行う前記移動距離が撮像範囲における第１の方向の幅より短い場合は、先に撮像された静止画像と、後に撮像された静止画像とに重複部分が生じるようになる。

プリント配線板２が前記移動距離だけ移動する毎にカメラ１３が撮像することにより、プリント配線板２の第１の方向の異なる部位が写る複数の小範囲群の画像データが得られる。これらの複数の小範囲群の画像データは、画像処理装置１８に送られ、画像処理装置１８によって画像処理が施されて１枚のプリント配線板２の画像データとなる。すなわち、画像処理装置１８は、カメラ１３によって撮像された複数の小範囲群の画像データを画像処理によって１つのまとまった全範囲の画像データとする。
カメラ１３が撮像を行う前記移動距離が撮像範囲における第１の方向の幅より短い場合は、画像中に含まれる重複部分を重ねることによって、撮影時期が前後する画像どうしを正確に結合することができる。
画像処理装置１８による画像処理は、下記の複数の画像処理ステップによって構成されている。

第１の画像処理ステップ｛図１０（Ａ）参照｝：カメラ１３から送られた画像データＡを撮像範囲毎の第１〜第３の個別画像データＢ〜Ｄに分解する。この分解処理は、撮像毎に生成される複数の画像データのすべてにおいて実施される。第１の個別画像データＢは、第１の撮像範囲１５を撮像した画像データである。第２の個別画像データＣは、第２の上流側撮像範囲１６を撮像した画像データである。第３の個別画像データＤは、第２の下流側撮像範囲１７を撮像した画像データである。

第２の画像処理ステップ｛図１０（Ｂ）参照｝：第１〜第３の個別画像データＢ〜Ｄを、第１、第２の方向の位置を調整しながら撮像順に並べる。図１０（Ｂ）においては、第１〜第３の個別画像データＢ〜Ｄに撮像順序を示す数字を付けて描いてある。
各個別画像データＢ〜Ｄの位置を調整するためには、各個別画像データＢ〜Ｄのうち、前記重複部分１５ａ〜１７ａを撮像した重複画像Ｂａ，Ｃａ，Ｄａを利用する。また、カメラ１３が撮像を行う前記移動距離が撮像範囲における第１の方向の幅より短く設定されている場合は、図１０（Ａ），（Ｂ）中に右下がりの平行斜線からなるハッチングを施して示す重複画像Ｂｂ，Ｃｂ，Ｄｂも利用する。

すなわち、撮像毎の複数の第１〜第３の個別画像データＢ〜Ｄを、前記重複画像Ｂａ，Ｃａ，Ｄａ（およびＢｂ，Ｃｂ，Ｄｂ）が一致するように第１の方向と第２の方向とにおいて重ね、第１の方向と第２の方向の位置を調整する。詳述すると、第１の個別画像データＢにおける重複部分１５ａを撮像した部分に写り込んでいる重複画像Ｂａと、第２、第３の個別画像データＣ，Ｄにおける重複部分１６ａ，１７ａを撮像した部分に写り込んでいる重複画像Ｃａ，Ｄａとが一致するように、第１〜第３の個別画像データＢ〜Ｄを第１および第２の方向に並べる。
このように全ての第１〜第３の個別画像データＢ〜Ｄの第１、第２の方向の位置が調整されてこれらの個別画像データＢ〜Ｄが撮像順に並ぶことによって、カメラ１３の視野１４より第２の方向に拡張された撮像範囲を撮像してなる一つのプリント配線板２の画像データを得ることができる。

このように構成されたプリント配線板用撮像装置１においては、カメラ１３の視野１４が光学部品１１によって前記第１の方向に分割される。分割された視野１４の一つには、カメラ１３の光軸Ｃに対して前記第１の方向に偏った第１の撮像範囲１５の画像が写る。他の視野１４には、カメラ１３の光軸Ｃに対して前記第２の方向に偏った第２の撮像範囲（第２の上流側撮像範囲１６と第２の下流側撮像範囲１７）の画像が写る。
すなわち、カメラ１３の画素分解能を変化させることなく、実質的に視野１４が前記第２の方向に拡がることになる。

したがって、この実施の形態によれば、少ないカメラで広い範囲を高い分解能となるように撮像できるから、コンパクトであってかつ価格が低く、しかも、プリント配線板２を高い精度となるように一括して撮像できるプリント配線板用撮像装置を提供することができる。

また、この実施の形態によるプリント配線板用撮像装置１は、前記光学部品１１で視野１４を拡張するから、市販のカメラ１３やレンズを使用することが可能で、製造コストを低く抑えることができるものとなる。

この実施の形態によるプリント配線板用撮像装置１は、前記プリント配線板２と、前記光学部品１１および前記カメラ１３とのうち、一方を他方に対して前記第１の方向に移動させる移動装置５を備えている。前記カメラ１３は、エリアセンサカメラ１３によって構成されているとともに、撮像部４の移動方向の全域を複数回に分けて撮像するように構成されている。
この実施の形態によれば、撮像部４の移動方向の全域がエリアセンサカメラ１３によって複数回に分けて撮像される。このため、この実施の形態によるプリント配線板用撮像装置１は、移動中の挙動に影響を受けることなく精度よく撮像できるから、ラインセンサで撮像する従来の装置と較べると高速で撮像することができるものである。したがって、この実施の形態によれば、プリント配線板２を高速で高い精度となるように一括して撮像できるプリント配線板用撮像装置を提供することができる。

この実施の形態において、前記第１の撮像範囲１５と前記第２の撮像範囲（第２の上流側撮像範囲１６と第２の下流側撮像範囲１７）とは、前記第１の方向に見て第２の方向の端部どうしが重複部分１５ａ〜１７ａにおいて互いに重なり、かつ第１の方向の長さが一致するように構成されている。
この実施の形態によれば、第１の撮像範囲１５を撮像した画像の第２の方向の端部と、第２の撮像範囲を撮像した画像の第２の方向の端部とには、プリント配線板２の同一部分が写り込んでいる。このため、画像処理により前記両画像の前記同一部分を重ねることによって、前記両画像を前記第１、第２の方向に並べて組み合わせて一つの画像を得ることができる。

したがって、第１、第２の撮像範囲においてそれぞれ複数回にわたって撮像しているにもかかわらず、複数の画像を境界部分に欠落が生じることがないように接続してプリント配線板２の全域が写る画像を容易に得ることができる。また、カメラ１３が撮像を行う前記移動距離が撮像範囲における第１の方向の幅より短く設定することによって、移動装置５としてそれほど高い精度を有していないものを使用する場合であっても、画像の境界部分に欠落が生じることを防ぐことができる。
この結果、撮像範囲に欠落が生じることがないようにカメラを２列に並べた特許文献２記載の装置と較べると、小型のプリント配線板用撮像装置を提供することができる。

この実施の形態による前記光学部品１１の近傍には、撮像と同時に発光する照明装置１２が配置されている。
このため、この実施の形態によれば、照明装置１２の発光と同時に撮像が行われ、プリント配線板２の歪みのない静止画像を得ることができる。照明装置１２としては、光源としてキセノンフラッシュランプを有するものを用いることができる。この場合、カメラ１３を移動させながら撮像時に照明装置１２を点灯させてフラッシュ撮像を行い、プリント配線板２の鮮明な静止画像を得ることができる。

光学部品１１の第１〜第３の光路変更部２１〜２３は、図１１〜図１３に示すように形成することができる。なお 、図１１〜図１３は、撮像部４の移動方向の下流側が上に位置するように描いてある。
図１１（Ａ）に示す第１〜第３の光路変更部２１〜２３は、図１〜図９に示したものと同一のものである。すなわち、第１の光路変更部２１が撮像部４の移動方向の最も上流側に配置されている。
図１１（Ｂ）に示す第１〜第３の光路変更部２１〜２３は、同図（Ａ）に示す第１〜第３の光路変更部２１〜２３を同図において上下方向に反転させたものである。
図１１（Ｃ）に示す第１〜第３の光路変更部２１〜２３は、同図（Ａ）に示す第１〜第３の光路変更部２１〜２３を同図において左右方向に反転させたものである。
図１１（Ｄ）に示す第１〜第３の光路変更部２１〜２３は、同図（Ｂ）に示す第１〜第３の光路変更部２１〜２３を同図において左右方向に反転させたものである。
図１２（Ａ）に示す第１の光路変更部２１は、撮像部４の移動方向の最も下流側に設けられている。
図１２（Ｂ）に示す第１〜第３の光路変更部２１〜２３は、同図（Ａ）に示す第１〜第３の光路変更部２１〜２３を同図において上下方向に反転させたものである。
図１２（Ｃ）に示す第１〜第３の光路変更部２１〜２３は、同図（Ａ）に示す第１〜第３の光路変更部２１〜２３を同図において左右方向に反転させたものである。
図１２（Ｄ）に示す第１〜第３の光路変更部２１〜２３は、同図（Ｂ）に示す第１〜第３の光路変更部２１〜２３を同図において左右方向に反転させたものである。
図１３（Ａ）に示す第１の光路変更部２１は第２の光路変更部２２と第３の光路変更部２３との間に設けられている。
図１３（Ｂ）に示す第１〜第３の光路変更部２１〜２３は、同図（Ａ）に示す第１〜第３の光路変更部２１〜２３を同図において上下方向に反転させたものである。
図１３（Ｃ）に示す第１〜第３の光路変更部２１〜２３は、同図（Ａ）に示す第１〜第３の光路変更部２１〜２３を同図において左右方向に反転させたものである。
図１３（Ｄ）に示す第１〜第３の光路変更部２１〜２３は、同図（Ｂ）に示す第１〜第３の光路変更部２１〜２３を同図において左右方向に反転させたものである。

（第２の実施の形態）
カメラと光学部品は図１４ないし図１６に示すように構成することができる。これらの図において、前記図１ないし図１３によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。

この実施の形態によるプリント配線板用撮像装置４１は、カメラ１３を有する第１〜第４の撮像ユニット４２〜４５を前記第２の方向に並べたものである。各撮像ユニット４２〜４５は、光学部品１１と、カメラ１３と、照明装置１２とによって構成されている。なお、図１４は、第１〜第３の撮像ユニット４２〜４４の照明装置１２を省略して描いてある。

各撮像ユニット４２〜４５の光学部品１１どうしは、前記凹部３０と凸部３１とが嵌合する状態で互いに接続されている。すなわち、互いに隣り合う光学部品１１は、図１５に示すように、第２の上流側撮像範囲１６と第２の下流側撮像範囲１７の端部どうしが第１の方向から見て重複部分１６ａ，１７ａにおいて重なるように接続されている。

この実施の形態によるプリント配線板用撮像装置４１は、図１６に示すように、複数の表面実装機４６を有する実装システム４７に装備することができる。図１６に示す複数の表面実装機４６は、プリント配線板２の搬送路が互いに接続されるように一列に並べられている。この実施の形態によるプリント配線板用撮像装置４１は、表面実装機４６のプリント配線板搬入口４８とプリント配線板搬出口４９とのうち少なくともいずれか一方の近傍に配置されている。このようにプリント配線板用撮像装置４１が組み込まれた表面実装機４６によって、本発明の請求項６に記載した「表面実装機」が構成されている。また、この実施の形態による実装システム４７によって、本発明の請求項７に記載した「実装システム」が構成されている。

前記第１〜第４の撮像ユニット４２〜４５は、前記プリント配線板搬入口４８および前記プリント配線板搬出口４９を通るプリント配線板２を上方から撮像できるように表面実装機４６に支持されている。このプリント配線板用撮像装置４１の移動装置５は、前記表面実装機４６のプリント配線板搬送用コンベア５０によって構成されている。すなわち、この実施の形態による移動装置５は、プリント配線板２を光学部品１１およびカメラ１３に対して前記第１の方向に移動させるものである。
この実施の形態による第１〜第４の撮像ユニット４２〜４５は、特許文献２記載の装置とは異なり、プリント配線板２の移動方向（第１の方向）に複数並べる必要がないから、表面実装機４６と干渉することなく、隣り合う表面実装機４６どうしの間に挿入することができる。

この実施の形態においては、カメラ１３と光学部品１１とを有する複数の撮像ユニット４２〜４５が前記第２の方向に並べられている。
このため、この実施の形態によれば、プリント配線板２の幅に対応させて撮像幅を拡張することができる。

また、各撮像ユニット４２〜４５は、プリント配線板２の移動方向から見て第２の撮像範囲１６，１７の端部どうしが重なるように前記第２の方向に並べられている。この場合、各撮像ユニット４２〜４５によって撮像した画像どうしの接続部分に欠落が生じることがないから、テレセントリックレンズ（図示せず）を使用して高い精度で撮像することが可能になる。

この実施の形態による撮像ユニット４２〜４５は、表面実装機４６のプリント配線板搬入口４８とプリント配線板搬出口４９とのうち少なくともいずれか一方の近傍に配置されている。また、この実施の形態による前記移動装置５は、前記表面実装機４６のプリント配線板搬送用コンベア５０によって構成されている。
このため、表面実装機４６に搬入されるプリント配線板２や、表面実装機４６から搬出されるプリント配線板２を撮像ユニット４２〜４５によって撮像することができる。
したがって、この実施の形態によれば、不良品のプリント配線板２に電子部品が無駄に実装されたり、実装工程の後の工程の装置において不良品のプリント配線板２に無駄に処理を施すことを確実に防ぐことができる。

上述した各実施の形態に示した光学部品１１は、一つの個体に複数の反射面が形成された構造のものである。しかし、本発明に係るプリント配線板用撮像装置は、このような限定にとらわれることはない。すなわち、光学部品１１は、第１〜第３の光路変更部２１〜２３毎に分割された個別の部品を組み合わせて形成することができるし、プリズムによって形成することも可能である。また、第１〜第３の光路Ｌ１〜Ｌ３の光路長を揃えるために、屈折率の異なる透明部材（図示せず）を光路内に設けたり、複数の反射鏡（図示せず）による光路の折り返し部を追加することも可能である。

さらに、上述した各実施の形態に示す光学部品１１は、カメラ１３の視野１４を３分割する第１〜第３の光路変更部２１〜２３を備えている。しかし、光路変更部の数は、２以上であれば適宜変えることができる。光路変更部を２つとする場合の第２の撮像範囲は、撮像部４（またはプリント配線板２）の移動方向に対して右側または左側に偏るようになる。

上述した各実施の形態ではカメラ１３またはプリント配線板２を移動させながら撮像する例を示した。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることなく、撮像時には移動するカメラ１３またはプリント配線板２を一時的に停止させてもよい。

１，４１…プリント配線板用撮像装置、２…プリント配線板、２ａ…実装面、５…移動装置、１１…光学部品、１２…照明装置、１３…カメラ、１５…第１の撮像範囲、１６…第２の上流側撮像範囲、１７…第２の下流側撮像範囲、２１…第１の光路変更部、２２…第２の光路変更部、２３…第３の光路変更部、４２〜４５…第１〜第４の撮像ユニット、４６…表面実装機、４８…プリント配線板搬入口、４９…プリント配線板搬出口、５０…プリント配線板搬送用コンベア、Ｃ…光軸、Ｌ１〜Ｌ３…光路。

Claims (7)

1. プリント配線板と対向する光学部品と、
   前記光学部品が視野内に入るように位置付けられたカメラと、
   前記プリント配線板と前記光学部品および前記カメラとのうち一方を、他方に対して前記プリント配線板の実装面と平行な第１の方向に移動させる移動装置と、
   前記カメラによって撮像された画像データに画像処理を施す画像処理装置とを備え、
   前記光学部品は、前記プリント配線板の実装面と平行な第１の方向に並ぶ複数の光路変更部を有し、
   これらの光路変更部は、プリント配線板の複数の撮像範囲が前記カメラに同時に撮像されるように前記カメラの光路を曲げるものであり、
   前記複数の撮像範囲は、前記プリント配線板における前記カメラの光軸に対して前記第１の方向の一方または他方に偏った第１の撮像範囲と、前記プリント配線板における前記カメラの光軸に対して前記第１の方向と前記光軸とは直交する第２の方向の一方または両方に偏る第２の撮像範囲とを含む小範囲群からなり、
   前記第１の撮像範囲と、この第１の撮像範囲が前記カメラに撮像されるようにカメラの光路を曲げる前記光路変更部とは、前記第２の方向において同一位置に位置付けられ、
   前記第２の撮像範囲と、この第２の撮像範囲が前記カメラに撮像されるようにカメラの光路を曲げる前記光路変更部とは、前記第１の方向において同一位置に位置付けられ、
   前記カメラは、エリアセンサカメラによって構成されるとともに、撮像する全範囲を前記移動方向に複数回に分けて前記小範囲群ずつ撮像するものであり、
   前記画像処理装置は、前記カメラによって撮像された複数の前記小範囲群の画像データを画像処理によって１つのまとまった前記全範囲の画像データとするものであることを特徴とするプリント配線板用撮像装置。
2. 請求項１記載のプリント配線板用撮像装置において、前記第１の撮像範囲と前記第２の撮像範囲とは、前記第１の方向に見て第２の方向の端部どうしが互いに重なり、かつ第１の方向の長さが一致するように構成されていることを特徴とするプリント配線板用撮像装置。
3. 請求項１または請求項２記載のプリント配線板用撮像装置において、前記光学部品の近傍には、撮像と同時に発光するフラッシュが配置されていることを特徴とするプリント配線板用撮像装置。
4. 請求項１ないし請求項３のうちいずれか一つに記載のプリント配線板用撮像装置において、前記カメラと前記光学部品とからなる複数の撮像ユニットが前記第２の方向に並べられていることを特徴とするプリント配線板用撮像装置。
5. 請求項１ないし請求項４のうちいずれか一つに記載のプリント配線板用撮像装置において、前記カメラと前記光学部品とを有する撮像ユニットが表面実装機のプリント配線板搬入口とプリント配線板搬出口とのうち少なくともいずれか一方の近傍に配置され、
   前記移動装置が前記表面実装機のプリント配線板搬送用コンベアによって構成されていることを特徴とするプリント配線板用撮像装置。
6. 請求項１ないし請求項５記載のプリント配線板用撮像装置を備えたことを特徴とする表面実装機。
7. 請求項１ないし請求項５記載のプリント配線板用撮像装置を備えたことを特徴とする実装システム。

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